CN105483754B - 一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法 - Google Patents

一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法，将铝电解重熔铝锭生产或铝合金熔炼过程中产生的浮渣用水搅拌浸出形成料浆后经加压浸出得到的浸出渣通过三段逆流洗涤后形成洗净渣，再将洗净渣压制成阳极覆盖装置，阳极覆盖装置(2)上至少有四个用于放置阳极钢爪(3)的半圆形通孔(2a)；将两块阳极覆盖装置对称放置在一块阳极炭块(1)上表面后一起放入电解槽中，阳极与阳极之间、阳极钢爪与阳极覆盖装置之间的缝隙采用铝灰洗净渣封涂覆密封，中缝及炉帮形成的空间用电解槽覆盖料面壳块和铝灰洗净渣填充密封。本发明解决了铝电解阳极覆盖操作复杂、工人劳动强度大等问题，并实现了废弃物铝灰的回收利用。

Description

一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法
技术领域
本发明涉及铝电解阳极覆盖及铝电解废物回收利用技术领域，具体为一种利用废弃铝灰制备的可替代现有铝电解阳极覆盖装置的制备及使用方法。
背景技术
现行铝电解生产过程中，电解槽的阳极周期一般为30天左右，阳极使用周期需要进行阳极更换，为了保证铝电解槽上部温度和避免阳极与空气接触发生氧化反应，一般都在阳极上添加一层覆盖料。现有技术中的覆盖料添加方式是利用2～5cm的电解槽面壳块破碎料均匀密实的铺设在阳极表面，厚度为12～20cm，然后在电解槽面壳块破碎料表面添加沙状氧化铝，沙状氧化铝根据自身良好的流动性流动到电解质和氧化铝结块缝隙中，从而形成一层密实性和保温性良好的覆盖料。现行覆盖料添加以及维护和调整作业劳动强度较大，操作环境差，往往需要大量年青的电解工来进行，而且这些操作工人一般从事到40岁左右后就无法坚持进行这些强体力操作，必须更换岗位的问题。另外现行保温料因电解质和氧化铝粘结性能较差虽经结块成型但还是容易坍落掉入电解槽内，会严重影响电解槽热平衡与物料平衡，降低铝电解生产的平稳高效运行，降低铝电解经济技术指标。
在铝电解重熔铝锭生产或铝合金熔炼过程中，会产生大量的浮渣，这些浮渣浮在铝液上方，又称之为铝灰。2008年国家环保部和发改委将电解铝铸造、铝合金精炼加工及铝型材二次熔炼过程中产生的炉渣、浮渣、易燃性撇渣列入《国家危险废物名录》。随着我国电解铝、铝加工、再生铝产量的与日俱增，每年还将产生大量的铝灰(约1500万吨)，铝灰中除含有铝外，还含Al2O3、氟化盐、AlN等物质，如不妥善处理，不仅浪费资源，还会对环境造成严重污染。
发明内容
本发明的目的通过对现有废弃铝灰的处置并作为铝电解阳极覆盖物应用于铝电解中，解决现有技术中铝电解阳极覆盖操作复杂、工人劳动强度大等问题，同时为实现废弃物铝灰的回收利用，提供一种可替代铝电解阳极覆盖料的电解阳极覆盖装置的制备及使用方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法，所述铝电解阳极覆盖装置按以下步骤制备：
a、将铝电解重熔铝锭生产或铝合金熔炼过程中产生的浮渣即铝灰用水搅拌浸出形成料浆，将料浆送入加压浸出后得到的浸出渣通过三段逆流洗涤后形成洗净渣；
b、将上述洗净渣加入到成型模具中经压力成型机压制成阳极覆盖装置，压制得到的阳极覆盖装置上沿长度至少设有四个用于放置阳极钢爪的半圆形通孔；
将压制得到的两块阳极覆盖装置对称放置在一块阳极炭块上表面后一起放入电解槽中，放置过程中出现的阳极与阳极之间、阳极钢爪与阳极覆盖装置之间形成的缝隙采用铝灰洗净渣封涂覆密封，中缝及炉帮形成的空间用电解槽覆盖料面壳块和铝灰洗净渣填充密封。
上述步骤a所述加压浸出是将料浆加入到加压反应釜中进行加压浸出，浸出温度为80～200℃、压力为0.1～1.0MPa、浸出时间为0.1～4h。得到的洗净渣含有质量百分比为5～50％的Al(OH)3，Al(OH)3自为粘结剂。步骤b所述压力成型机压制铝灰洗净渣时施加的压力为3000～30000N。
本发明所述阳极达到运行周期再次更换阳极时，将阳极覆盖装置提出清理后再次循环使用。
本发明具有下列优点和有益效果：
(1)本发明提供了铝电解阳极覆盖料的替代装置，通过调浆预处理－加压水浸－逆流洗涤得到的洗涤渣经压力成型制备成铝电解阳极覆盖装置，充分利用危险废弃物铝灰，实现了铝灰的无害化处理与资源化回收利用。
(2)彻底解决了传统电解槽利用氧化铝、面壳块及电解质块作为覆盖料的保温料存在着保温性能差、容易掉落入电解槽、工人劳动强度大等问题，减少了铝电解繁琐的操作工序，减少铝电解生产操作人员及其劳动强度。
(3)解决大型预焙铝电解槽仅从中缝下料，氧化铝不能迅速溶解扩散保证电解生产平稳高效运行的问题。降低换极及加覆盖料时物料掉入电解槽对电解槽热平衡与物料平衡的影响。
(4)采用覆盖装置取代覆盖料，可以快速提高阳极上部温度，加快阳极导电时间。
(5)本发明装置密实度高，保温效果好，能有效降低阳极钢爪与保温覆盖板接触高度，降低阳极钢爪氧化机率，可有效延长阳极钢爪使用寿命，并改善铝液质量。
(6)利用本发明覆盖板替代传统保温料添加方式，可有效降低氧化铝等粉料的飞扬，从而降低吨铝物耗和改善环境效益。
(7)本发明彻底改变了传统铝电解槽保温料添加方式，为实现机械化操作，降低劳动强度奠定了坚实的基础。
附图说明
图1是本发明一块覆盖装置覆盖在铝电解阳极上的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的左视图；
图4是用铝灰制作本发明装置的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法，该方法是将铝灰用水搅拌浸出形成的料浆经加压水浸、三段逆流洗涤工艺获得的含有5～50％Al(OH)3(质量比)的铝灰洗净渣放入模具内，用压力成型机压制而成，利用铝灰洗净渣含有的Al(OH)3直接作为自粘接剂。如图4所示，具体步骤如下：
a、将铝电解重熔铝锭生产或铝合金熔炼过程中产生的浮渣即铝灰用水搅拌浸出形成烟气(氨气)和料浆，氨气用水吸收制备氨水，料浆送入加压浸出，所述加压浸出是将料浆加入到加压反应釜中进行加压浸出，浸出温度为80～200℃、压力为0.1～1.0MPa、浸出时间为0.1～4h；加压浸出后形成浸出渣和浸出液，浸出液通过浓缩结晶形成打渣剂，浸出渣通过三段逆流洗涤后形成铝灰洗净渣，铝灰洗净渣内含有质量比5～50％的Al(OH)3，Al(OH)3有粘结性，可自为粘结剂；所述的三段逆流洗涤可采用现有技术工艺；
b、将上述洗净渣放置在规格尺寸满足要求的模具内，通过压力成型机，施加3000～30000N的压力，将具有粘结性的含Al(OH)3的洗净渣压制成如图1、图2、图3所示的阳极覆盖装置2；压制得到的阳极覆盖装置2上沿长度至少压制形成四个可用于放置阳极钢爪3的半圆形通孔2a，本实施例有四个半圆形通孔。
上述方法制备得到的铝电解阳极覆盖装置的使用方法，是将压制得到的两块阳极覆盖装置2对称放置在一块阳极炭块1上表面后一起放入电解槽中，代替与现有技术的覆盖料使用，图1、图2、图3中只画出了一块覆盖装置，盖在阳极的一半。阳极覆盖装置的规格尺寸要与阳极的上表面尺寸相适配。之后，将覆盖好覆盖装置2的铝电解阳极逐个放入电解槽中，放置过程中出现的阳极与阳极之间、阳极钢爪3与阳极覆盖装置之间形成的缝隙采用铝灰洗净渣封涂覆密封，中缝及炉帮形成的空间较大，用电解槽覆盖料面壳块和铝灰洗净渣填充密封。氧化铝填补和电解质和氧化铝结块填补均采用现有技术手段。阳极达到运行周期再次更换阳极时，可将阳极覆盖装置提出清理后再次循环利用。

Claims (5)

1.一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法，其特征在于，所述铝电解阳极覆盖装置按以下步骤制备：
a、将铝电解重熔铝锭生产或铝合金熔炼过程中产生的浮渣即铝灰用水搅拌浸出形成料浆，将料浆送入加压浸出后得到的浸出渣通过三段逆流洗涤后形成洗净渣；
b、将上述洗净渣加入到成型模具中经压力成型机压制成阳极覆盖装置，压制得到的阳极覆盖装置(2)上沿长度至少设有四个用于放置阳极钢爪(3)的半圆形通孔(2a)；
将压制得到的两块阳极覆盖装置(2)对称放置在一块阳极炭块(1)上表面后一起放入电解槽中，放置过程中出现的阳极与阳极之间、阳极钢爪(3)与阳极覆盖装置之间形成的缝隙采用铝灰洗净渣封涂覆密封，中缝及炉帮形成的空间用电解槽覆盖料面壳块和铝灰洗净渣填充密封。
2.如权利要求1所述的一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法，其特征在于，步骤a所述加压浸出是将料浆加入到加压反应釜中进行加压浸出，浸出温度为80～200℃、压力为0.1～1.0MPa、浸出时间为0.1～4h。
3.如权利要求1所述的一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法，其特征在于，步骤a得到的洗净渣含有质量百分比为5～50％的Al(OH)3，Al(OH)3自为粘结剂。
4.如权利要求1所述的一种铝电解阳极覆盖装置的制备方法，其特征在于，步骤b所述压力成型机压制铝灰洗净渣时施加的压力为3000～30000N。
5.如权利要求1所述铝电解阳极覆盖装置的制备方法，其特征在于，所述阳极达到运行周期再次更换阳极时，将阳极覆盖装置提出清理后再次循环使用。
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